JP2002057319A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JP2002057319A JP2002057319A JP2000238680A JP2000238680A JP2002057319A JP 2002057319 A JP2002057319 A JP 2002057319A JP 2000238680 A JP2000238680 A JP 2000238680A JP 2000238680 A JP2000238680 A JP 2000238680A JP 2002057319 A JP2002057319 A JP 2002057319A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 隣接画素間の素子分離領域を基体深部まで形
成可能にして、高感度で且つ高密度画素、あるいは超小
型化のＣＣＤ固体撮像素子を提供する。 【解決手段】 固体撮像素子において、隣接する画素、
特に垂直方向に隣接する受光センサ部１２間がトレンチ
構造による素子分離領域２５で分離されて成る。
成可能にして、高感度で且つ高密度画素、あるいは超小
型化のＣＣＤ固体撮像素子を提供する。 【解決手段】 固体撮像素子において、隣接する画素、
特に垂直方向に隣接する受光センサ部１２間がトレンチ
構造による素子分離領域２５で分離されて成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子、特
にＣＣＤ固体撮像素子に関する。
にＣＣＤ固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、２次元のＣＣＤ固体撮像素子に
おいては、通常、２次元的に配列された画素を構成する
例えばフォトダイオードからなる複数の受光センサ部
と、各受光センサ部列に形成された垂直転送レジスタ部
と、水平転送レジスタ部と、水平転送レジスタ部に接続
された出力部を有し、各受光センサ部で光電変換された
信号電荷を垂直転送レジスタ部へ読み出し、垂直転送し
て一ライン毎の信号電荷を水平転送レジスタ部へ転送す
ると共に水平転送し、出力部より出力するように構成さ
れる。
おいては、通常、２次元的に配列された画素を構成する
例えばフォトダイオードからなる複数の受光センサ部
と、各受光センサ部列に形成された垂直転送レジスタ部
と、水平転送レジスタ部と、水平転送レジスタ部に接続
された出力部を有し、各受光センサ部で光電変換された
信号電荷を垂直転送レジスタ部へ読み出し、垂直転送し
て一ライン毎の信号電荷を水平転送レジスタ部へ転送す
ると共に水平転送し、出力部より出力するように構成さ
れる。
【０００３】図５は、従来のＣＣＤ固体撮像素子におけ
る垂直方向に隣り合う受光センサ部を通る線上の断面構
造を示す。この固体撮像素子１では、第１導電型の例え
ばｎ型の半導体基板２に、第２導電型の例えばｐ型半導
体ウエル領域３が形成され、このｐ型半導体ウエル領域
３に受光センサ部４の電荷蓄積領域となるｎ型半導体領
域５が形成される。各ｎ型半導体領域５の表面には、絶
縁膜６との界面より発生する熱電子を抑え、即ちホール
電荷を供給して暗電流を低減させるためのｐ型の表面電
荷蓄積領域７が形成される。垂直転送レジスタ部及び垂
直方向に隣り合う受光センサ部間には、例えば２層膜構
造の多結晶シリコンからなる垂直転送電極８〔８Ａ、８
Ｂ〕が形成される。
る垂直方向に隣り合う受光センサ部を通る線上の断面構
造を示す。この固体撮像素子１では、第１導電型の例え
ばｎ型の半導体基板２に、第２導電型の例えばｐ型半導
体ウエル領域３が形成され、このｐ型半導体ウエル領域
３に受光センサ部４の電荷蓄積領域となるｎ型半導体領
域５が形成される。各ｎ型半導体領域５の表面には、絶
縁膜６との界面より発生する熱電子を抑え、即ちホール
電荷を供給して暗電流を低減させるためのｐ型の表面電
荷蓄積領域７が形成される。垂直転送レジスタ部及び垂
直方向に隣り合う受光センサ部間には、例えば２層膜構
造の多結晶シリコンからなる垂直転送電極８〔８Ａ、８
Ｂ〕が形成される。
【０００４】さらに、隣り合う画素、即ち受光センサ部
４を分離するための素子分離領域９が形成される。この
素子分離領域９は、受光センサ部４にて光電変換が行わ
れた電荷が隣接する画素間で混じり合わないように受光
センサ部４の隣接部に形成するものであり、従来、受光
センサ部４を構成する電荷蓄積領域５とは逆導電型、こ
の例ではｐ型の不純物層、いわゆるｐ＋チャネルストッ
プ領域で形成されている。
４を分離するための素子分離領域９が形成される。この
素子分離領域９は、受光センサ部４にて光電変換が行わ
れた電荷が隣接する画素間で混じり合わないように受光
センサ部４の隣接部に形成するものであり、従来、受光
センサ部４を構成する電荷蓄積領域５とは逆導電型、こ
の例ではｐ型の不純物層、いわゆるｐ＋チャネルストッ
プ領域で形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、昨今、固体
撮像素子では、受光センサ部４の光電変換効率を向上さ
せるため、または、長波長の光まで取り扱えるようにす
るために、空乏層を基体深部まで伸ばせるように受光セ
ンサ部４を構成することが有効な手段となっている。こ
のような受光センサ部４を形成する場合において、基体
深部における受光センサ部４を分離するためには、上記
素子分離領域９を基体深部まで形成する必要がある。
撮像素子では、受光センサ部４の光電変換効率を向上さ
せるため、または、長波長の光まで取り扱えるようにす
るために、空乏層を基体深部まで伸ばせるように受光セ
ンサ部４を構成することが有効な手段となっている。こ
のような受光センサ部４を形成する場合において、基体
深部における受光センサ部４を分離するためには、上記
素子分離領域９を基体深部まで形成する必要がある。
【０００６】従来のように、素子分離領域９を不純物層
であるｐ＋チャネルストップ領域にて形成する場合、基
体深部まで形成するには、（1)高エネルギーイオン注入
によりｐ＋チャネルストップ領域を形成する、（2)もし
くは、熱拡散を利用してｐ＋チャネルストップ領域を深
部まで拡散させる等が考えられる。
であるｐ＋チャネルストップ領域にて形成する場合、基
体深部まで形成するには、（1)高エネルギーイオン注入
によりｐ＋チャネルストップ領域を形成する、（2)もし
くは、熱拡散を利用してｐ＋チャネルストップ領域を深
部まで拡散させる等が考えられる。
【０００７】しかしながら、上記（1)の手法において
は、レジストマスクのイオン注入阻止能力でｐ＋チャネ
ルストップ領域の深さ、もしくはサイズが律速される。
即ち、イオン注入阻止能力を上げるためには、レジスト
マスクを厚くする必要があるが、厚くするとレジストマ
スクの解像度が低下し、ｐ＋チャネルストップ領域のパ
ターンを細かくすることができない。上記（2)の手法に
おいては、熱拡散により不純物が等方向に拡散するた
め、チャネルストップ領域を形成するｐ＋拡散層が大き
く拡散し、受光センサ部４等への影響が大きい。この問
題は、感度向上を図り且つより小型の画素を実現する上
で障害となる。
は、レジストマスクのイオン注入阻止能力でｐ＋チャネ
ルストップ領域の深さ、もしくはサイズが律速される。
即ち、イオン注入阻止能力を上げるためには、レジスト
マスクを厚くする必要があるが、厚くするとレジストマ
スクの解像度が低下し、ｐ＋チャネルストップ領域のパ
ターンを細かくすることができない。上記（2)の手法に
おいては、熱拡散により不純物が等方向に拡散するた
め、チャネルストップ領域を形成するｐ＋拡散層が大き
く拡散し、受光センサ部４等への影響が大きい。この問
題は、感度向上を図り且つより小型の画素を実現する上
で障害となる。
【０００８】本発明は、上述の点に鑑み、感度向上を図
り且つより小型の画素が得られる固体撮像素子を提供す
るものである。
り且つより小型の画素が得られる固体撮像素子を提供す
るものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像素
子は、トレンチ構造による素子分離領域で隣接する画素
間を分離するように構成する。
子は、トレンチ構造による素子分離領域で隣接する画素
間を分離するように構成する。
【００１０】本発明の固体撮像素子では、隣接する画素
間をトレンチ構造の素子分離領域で分離するので、画素
間の素子分離領域を微細化でき、そのサイズのまま基体
深部まで素子分離領域の形成が可能になる。従って、高
感度、長波長の光が取り扱える高密度画素、もしくは超
小型の固体撮像素子の形成が可能になる。
間をトレンチ構造の素子分離領域で分離するので、画素
間の素子分離領域を微細化でき、そのサイズのまま基体
深部まで素子分離領域の形成が可能になる。従って、高
感度、長波長の光が取り扱える高密度画素、もしくは超
小型の固体撮像素子の形成が可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の固
体撮像素子の実施の形態を説明する。
体撮像素子の実施の形態を説明する。
【００１２】図１〜図３は、本発明を２次元のＣＣＤ固
体撮像素子に適用した場合の一実施の形態を示す。本実
施の形態に係るＣＣＤ固体撮像素子１１は、画素を構成
する例えばフォトダイオードからなる複数の受光センサ
部１２が２次元的に配列され、各受光センサ部列にＣＣ
Ｄ構造の垂直転送レジスタ部１３が形成されてなる撮像
領域１４を有して成る。インターライン転送方式の場合
には、撮像領域１４の垂直方向の一方の側に水平転送レ
ジスタ部（図示せず）が配置され、この水平転送レジス
タ部に電荷電圧変換手段を介して出力部が接続される。
フレームインターライン転送方式の場合には、撮像領域
１４からの信号電荷を一旦蓄積する蓄積領域、即ち上記
垂直転送レジスタ部に対応した数の複数の垂直転送レジ
スタ部を有する蓄積領域（図示せず）を有し、この蓄積
領域の垂直方向の他側に水平転送レジスタ部が配置さ
れ、この水平転送レジスタ部に電荷電圧変換手段を介し
て出力部が接続される。
体撮像素子に適用した場合の一実施の形態を示す。本実
施の形態に係るＣＣＤ固体撮像素子１１は、画素を構成
する例えばフォトダイオードからなる複数の受光センサ
部１２が２次元的に配列され、各受光センサ部列にＣＣ
Ｄ構造の垂直転送レジスタ部１３が形成されてなる撮像
領域１４を有して成る。インターライン転送方式の場合
には、撮像領域１４の垂直方向の一方の側に水平転送レ
ジスタ部（図示せず）が配置され、この水平転送レジス
タ部に電荷電圧変換手段を介して出力部が接続される。
フレームインターライン転送方式の場合には、撮像領域
１４からの信号電荷を一旦蓄積する蓄積領域、即ち上記
垂直転送レジスタ部に対応した数の複数の垂直転送レジ
スタ部を有する蓄積領域（図示せず）を有し、この蓄積
領域の垂直方向の他側に水平転送レジスタ部が配置さ
れ、この水平転送レジスタ部に電荷電圧変換手段を介し
て出力部が接続される。
【００１３】垂直転送レジスタ部１３は、転送チャネル
領域２０上に形成した絶縁膜２１（図３参照）上に例え
ば２層膜構造の多結晶シリコン層による転送電極２２
〔２２Ａ、２２Ｂ〕を電荷転送方向に沿って順次配列し
て構成される。転送電極２２〔２２Ａ、２２Ｂ〕は、垂
直方向に隣り合う受光センサ部１２間において、重ね合
わされて形成される。
領域２０上に形成した絶縁膜２１（図３参照）上に例え
ば２層膜構造の多結晶シリコン層による転送電極２２
〔２２Ａ、２２Ｂ〕を電荷転送方向に沿って順次配列し
て構成される。転送電極２２〔２２Ａ、２２Ｂ〕は、垂
直方向に隣り合う受光センサ部１２間において、重ね合
わされて形成される。
【００１４】撮像領域１４では、第１導電型、例えばｎ
型のシリコン半導体基板１６に第２導電型の例えばｐ型
半導体ウエル領域１７が形成され、このｐ型半導体ウエ
ル領域１７に受光センサ部の電荷蓄積領域を構成する第
１導電型の例えばｎ型半導体領域１８が形成され、ｎ型
半導体領域１８の絶縁膜２１との界面に暗電流を低減す
るためのｎ型半導体領域１８と逆導電型のｐ型表面電荷
蓄積領域１９が形成され、また第１導電型の例えばｎ型
の転送チャネル領域２０が形成される。転送電極２２
は、絶縁膜２１上に読み出しゲート部２３、転送チャネ
ル領域２０及び後述する素子分離領域２４にわたって被
着形成される。
型のシリコン半導体基板１６に第２導電型の例えばｐ型
半導体ウエル領域１７が形成され、このｐ型半導体ウエ
ル領域１７に受光センサ部の電荷蓄積領域を構成する第
１導電型の例えばｎ型半導体領域１８が形成され、ｎ型
半導体領域１８の絶縁膜２１との界面に暗電流を低減す
るためのｎ型半導体領域１８と逆導電型のｐ型表面電荷
蓄積領域１９が形成され、また第１導電型の例えばｎ型
の転送チャネル領域２０が形成される。転送電極２２
は、絶縁膜２１上に読み出しゲート部２３、転送チャネ
ル領域２０及び後述する素子分離領域２４にわたって被
着形成される。
【００１５】受光センサ部１２は、ｐ型表面電荷蓄積領
域１９、ｎ型半導体領域１８及びｐ型半導体ウエル領域
１７による所謂ＨＡＤ（Ｈｏｌｅ Ａｃｃｕｍｕｌａｉ
ｔｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）センサで構成される。ｎ型半導
体領域１８は、空乏層を基体深部まで伸ばして高感度、
あるいは長波長の光（赤外線領域、近赤外線領域の光）
にも感度を有するように、深く形成する。なお、受光セ
ンサ部１２としては、ｎ型半導体領域１８を通常の深さ
に形成し、ｎ型半導体領域１８下に高抵抗半導体領域、
例えばｐ型半導体ウエル領域１７より低濃度で、導電型
がｐ型、又はｎ型の半導体領域、またはノンドープの半
導体領域（真性半導体）を形成して、空乏層を深く形成
できるように構成することもできる。空乏層の伸び幅と
しては、４μｍ以上、例えば１０μｍとすることができ
る。
域１９、ｎ型半導体領域１８及びｐ型半導体ウエル領域
１７による所謂ＨＡＤ（Ｈｏｌｅ Ａｃｃｕｍｕｌａｉ
ｔｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）センサで構成される。ｎ型半導
体領域１８は、空乏層を基体深部まで伸ばして高感度、
あるいは長波長の光（赤外線領域、近赤外線領域の光）
にも感度を有するように、深く形成する。なお、受光セ
ンサ部１２としては、ｎ型半導体領域１８を通常の深さ
に形成し、ｎ型半導体領域１８下に高抵抗半導体領域、
例えばｐ型半導体ウエル領域１７より低濃度で、導電型
がｐ型、又はｎ型の半導体領域、またはノンドープの半
導体領域（真性半導体）を形成して、空乏層を深く形成
できるように構成することもできる。空乏層の伸び幅と
しては、４μｍ以上、例えば１０μｍとすることができ
る。
【００１６】そして、本実施の形態においては、特に、
図１及び図２に示すように、垂直方向に隣り合う画素、
即ちその受光センサ部１２間にトレンチ構造の素子分離
領域２５を形成し、この素子分離領域２５で隣接する受
光センサ部１２を互いに分離するように構成する。本例
では、半導体基体の表面からｎ型半導体領域１８の形成
深さに達する溝２６をエッチング等で形成し、この溝２
６内に絶縁物、例えばＳｉＯ2 層２７を埋め込んでトレ
ンチ構造の素子分離領域２５を形成している。なお、Ｓ
ｉＯ2 層２７を埋める代わりに、溝２６の内面に絶縁膜
（例えばＳｉＯ2 膜）を形成するようにしてもよい。
図１及び図２に示すように、垂直方向に隣り合う画素、
即ちその受光センサ部１２間にトレンチ構造の素子分離
領域２５を形成し、この素子分離領域２５で隣接する受
光センサ部１２を互いに分離するように構成する。本例
では、半導体基体の表面からｎ型半導体領域１８の形成
深さに達する溝２６をエッチング等で形成し、この溝２
６内に絶縁物、例えばＳｉＯ2 層２７を埋め込んでトレ
ンチ構造の素子分離領域２５を形成している。なお、Ｓ
ｉＯ2 層２７を埋める代わりに、溝２６の内面に絶縁膜
（例えばＳｉＯ2 膜）を形成するようにしてもよい。
【００１７】受光センサ部１２と垂直転送レジスタ部１
３とを分離する素子分離領域２４は、通常の半導体層、
本例ではｐ＋チャネルストップ領域で形成しても良く、
或いは、素子分離領域２５と同様のトレンチ構造で形成
することもできる。尚、１画素は、受光センサ部１２と
垂直転送レジスタ部１３を含む領域である。
３とを分離する素子分離領域２４は、通常の半導体層、
本例ではｐ＋チャネルストップ領域で形成しても良く、
或いは、素子分離領域２５と同様のトレンチ構造で形成
することもできる。尚、１画素は、受光センサ部１２と
垂直転送レジスタ部１３を含む領域である。
【００１８】本実施の形態に係るＣＣＤ固体撮像素子１
１によれば、垂直方向に隣接する間隔の狭い受光センサ
部１２間に形成する素子分離領域を、トレンチ構造によ
る素子分離領域２５で構成することにより、平面的に見
てより微細化した素子分離領域を形成できると共に、そ
の微細サイズのまま基体深部まで素子分離領域２５を形
成することができる。これにより、受光センサ部１２の
空乏層は、物理的に隣接画素方向に伸びることができ
ず、基体の深い位置まで伸ばすことが可能になる。よっ
て、受光センサ部１２の感度向上及び長波長の光（赤外
線領域、近赤外線領域の光）に感度をもたせることがで
きる。また、受光センサ部１２の感度が上がることで、
画素の小型化が可能になり、高密度画素、もしくは超小
型の固体撮像素子を構成することが可能になる。
１によれば、垂直方向に隣接する間隔の狭い受光センサ
部１２間に形成する素子分離領域を、トレンチ構造によ
る素子分離領域２５で構成することにより、平面的に見
てより微細化した素子分離領域を形成できると共に、そ
の微細サイズのまま基体深部まで素子分離領域２５を形
成することができる。これにより、受光センサ部１２の
空乏層は、物理的に隣接画素方向に伸びることができ
ず、基体の深い位置まで伸ばすことが可能になる。よっ
て、受光センサ部１２の感度向上及び長波長の光（赤外
線領域、近赤外線領域の光）に感度をもたせることがで
きる。また、受光センサ部１２の感度が上がることで、
画素の小型化が可能になり、高密度画素、もしくは超小
型の固体撮像素子を構成することが可能になる。
【００１９】固体撮像素子１１では、垂直方向に隣り合
う受光センサ部１２間の素子分離領域２５の上に形成さ
れた１層目多結晶シリコンによる転送電極２２Ａに、通
常ＧＮＤ電圧、もしくはマイナス電圧が印加されてお
り、受光センサ部１２におけるｎ型半導体領域１８の側
面（深さ方向に沿った側面）に、トレンチ構造の絶縁物
２７を介して電圧が印加される。このため、素子分離領
域２５近傍と、受光センサ部のｎ型半導体領域１８の中
央素子分離領域との間に電位差が生じ、光電変換された
電荷は全て受光センサ部中央、即ちｎ型半導体領域１８
の中央部に集められる。従って、受光センサ部１２は、
従来と同等の性能を維持できる。
う受光センサ部１２間の素子分離領域２５の上に形成さ
れた１層目多結晶シリコンによる転送電極２２Ａに、通
常ＧＮＤ電圧、もしくはマイナス電圧が印加されてお
り、受光センサ部１２におけるｎ型半導体領域１８の側
面（深さ方向に沿った側面）に、トレンチ構造の絶縁物
２７を介して電圧が印加される。このため、素子分離領
域２５近傍と、受光センサ部のｎ型半導体領域１８の中
央素子分離領域との間に電位差が生じ、光電変換された
電荷は全て受光センサ部中央、即ちｎ型半導体領域１８
の中央部に集められる。従って、受光センサ部１２は、
従来と同等の性能を維持できる。
【００２０】素子分離領域２５は、異方性エッチングを
用いることによりトレンチ構造の幅を増加することな
く、深さ方向に伸ばすことが可能になる。これにより、
受光センサ部１２の空乏層を基体深部へ伸ばしても、画
素間の電荷の混合は生じにくくなる。溝２６を形成する
際のエッチングマスクに使用するレジスト膜は、高エネ
ルギーイオン注入時のイオン注入マスクに比較して薄い
レジスト膜を使用することが可能になり、トレンチ構造
として、より微細なパターンを形成することができる。
用いることによりトレンチ構造の幅を増加することな
く、深さ方向に伸ばすことが可能になる。これにより、
受光センサ部１２の空乏層を基体深部へ伸ばしても、画
素間の電荷の混合は生じにくくなる。溝２６を形成する
際のエッチングマスクに使用するレジスト膜は、高エネ
ルギーイオン注入時のイオン注入マスクに比較して薄い
レジスト膜を使用することが可能になり、トレンチ構造
として、より微細なパターンを形成することができる。
【００２１】図４は、本発明のＣＣＤ固体撮像素子の他
の実施の形態を示す。なお、図４は前述の図１のＡーＡ
線上に対応した断面構造である。本実施の形態に係るＣ
ＣＤ固体撮像素子３１は、垂直方向に隣り合う画素、即
ちその受光センサ部１２間にトレンチ構造の素子分離領
域２５を形成し、この素子分離領域２５で隣接する受光
センサ部１２を分離するように構成する。本例では、特
に、トレンチ構造の素子分離領域２５を、半導体基体の
表面からｎ型半導体領域１８の形成深さに達する溝２６
をエッチング等で形成し、溝２６内面に低エネルギーで
ｐ＋不純物をイオン注入して溝２６を囲むようなｐ型半
導体領域３２を形成し、溝２６内に絶縁物、例えばＳｉ
Ｏ2 層２７を埋め込んで構成する。なお、ＳｉＯ2 層を
埋め込む代わりに、溝２６の内面に絶縁膜（例えばＳｉ
Ｏ2 膜）を形成するようにしてもよい。その他の構成
は、図１〜図３で説明したと同様の構成であるので、重
複説明を省略する。
の実施の形態を示す。なお、図４は前述の図１のＡーＡ
線上に対応した断面構造である。本実施の形態に係るＣ
ＣＤ固体撮像素子３１は、垂直方向に隣り合う画素、即
ちその受光センサ部１２間にトレンチ構造の素子分離領
域２５を形成し、この素子分離領域２５で隣接する受光
センサ部１２を分離するように構成する。本例では、特
に、トレンチ構造の素子分離領域２５を、半導体基体の
表面からｎ型半導体領域１８の形成深さに達する溝２６
をエッチング等で形成し、溝２６内面に低エネルギーで
ｐ＋不純物をイオン注入して溝２６を囲むようなｐ型半
導体領域３２を形成し、溝２６内に絶縁物、例えばＳｉ
Ｏ2 層２７を埋め込んで構成する。なお、ＳｉＯ2 層を
埋め込む代わりに、溝２６の内面に絶縁膜（例えばＳｉ
Ｏ2 膜）を形成するようにしてもよい。その他の構成
は、図１〜図３で説明したと同様の構成であるので、重
複説明を省略する。
【００２２】このＣＣＤ固体撮像素子３１によれば、素
子分離領域２５において溝２６の内面（即ちエッチング
面）にｐ＋不純物を導入してｐ型半導体領域３２を形成
することにより、素子分離領域２５と受光センサ部１２
との界面より発生する熱電子を抑え、即ちホール電荷を
供給して熱電子を再結合させて暗電流を低減することが
できる。受光センサ部１２において、絶縁膜との界面が
増えると界面より発生する熱電子が増えるが、本例にお
けるトレンチ構造の素子分離領域２５は、この点が改善
される。その他、上述の固体撮像素子１１と同様の効果
を有する。
子分離領域２５において溝２６の内面（即ちエッチング
面）にｐ＋不純物を導入してｐ型半導体領域３２を形成
することにより、素子分離領域２５と受光センサ部１２
との界面より発生する熱電子を抑え、即ちホール電荷を
供給して熱電子を再結合させて暗電流を低減することが
できる。受光センサ部１２において、絶縁膜との界面が
増えると界面より発生する熱電子が増えるが、本例にお
けるトレンチ構造の素子分離領域２５は、この点が改善
される。その他、上述の固体撮像素子１１と同様の効果
を有する。
【００２３】トレンチ構造の素子分離領域２５の他の実
施の形態として、図示せざるも溝２６を形成した後、溝
２６の全内面にｐ型半導体領域３２を形成し、溝２６内
に絶縁物を有しない構成とすることもできる。
施の形態として、図示せざるも溝２６を形成した後、溝
２６の全内面にｐ型半導体領域３２を形成し、溝２６内
に絶縁物を有しない構成とすることもできる。
【００２４】上述の実施の形態では、２次元のＣＣＤ固
体撮像素子（いわゆるエリア型のイメージセンサ）に適
用したが、その他、隣接画素間の距離がより狭くなるリ
ニアセンサにも本発明を適用することができる。
体撮像素子（いわゆるエリア型のイメージセンサ）に適
用したが、その他、隣接画素間の距離がより狭くなるリ
ニアセンサにも本発明を適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明に係る固体撮像素子によれば、隣
接する画素間の素子分離領域をトレンチ構造で構成する
ことにより、より微細化され且つそのサイズのまま基体
深部まで延長した素子分離領域を形成することができ
る。従って、受光センサ部の空乏層を深く伸ばすことが
可能になり、受光センサ部の感度が向上した、あるいは
長波長の光に感度をもたせた固体撮像素子を提供するこ
とができる。受光センサ部の感度が上がるので、画素の
小型化が可能になり、高密度画素、もしくは超小型の固
体撮像素子を提供することができる。
接する画素間の素子分離領域をトレンチ構造で構成する
ことにより、より微細化され且つそのサイズのまま基体
深部まで延長した素子分離領域を形成することができ
る。従って、受光センサ部の空乏層を深く伸ばすことが
可能になり、受光センサ部の感度が向上した、あるいは
長波長の光に感度をもたせた固体撮像素子を提供するこ
とができる。受光センサ部の感度が上がるので、画素の
小型化が可能になり、高密度画素、もしくは超小型の固
体撮像素子を提供することができる。
【００２６】トレンチ構造の素子分離領域において、溝
を囲むように受光センサ部の電荷蓄積領域とは反対導電
型の半導体領域を形成するときは、素子分離領域と受光
センサ部との界面より発生する熱電子を抑え、即ちホー
ル電荷を供給して熱電子を再結合させて暗電流を低減す
ることができる。
を囲むように受光センサ部の電荷蓄積領域とは反対導電
型の半導体領域を形成するときは、素子分離領域と受光
センサ部との界面より発生する熱電子を抑え、即ちホー
ル電荷を供給して熱電子を再結合させて暗電流を低減す
ることができる。
【図１】本発明に係る固体撮像素子の一実施の形態を示
す要部の平面図である。
す要部の平面図である。
【図２】図１のＡーＡ線上の断面図である。
【図３】図１のＢーＢ線上の断面図である。
【図４】本発明に係る固体撮像素子の他の実施の形態を
示す要部の断面図である。
示す要部の断面図である。
【図５】従来の固体撮像素子の要部の断面図である。
１１、３１・・・固体撮像素子、１２・・・受光センサ
部、１３・・・垂直転送レジスタ部、１４・・・撮像領
域、１６・・・半導体基板、ｐ型半導体ウエル領域、１
８・・・ｎ型半導体領域（電荷蓄積領域）、１９・・・
ｐ＋表面電荷蓄積領域、２１・・・絶縁膜、２２・・・
転送電極、２３・・・読み出しゲート部、２４・・・素
子分離領域、２５・・・素子分離領域、２６・・・溝、
２７・・・絶縁物、３２・・・ｐ型半導体領域。
部、１３・・・垂直転送レジスタ部、１４・・・撮像領
域、１６・・・半導体基板、ｐ型半導体ウエル領域、１
８・・・ｎ型半導体領域（電荷蓄積領域）、１９・・・
ｐ＋表面電荷蓄積領域、２１・・・絶縁膜、２２・・・
転送電極、２３・・・読み出しゲート部、２４・・・素
子分離領域、２５・・・素子分離領域、２６・・・溝、
２７・・・絶縁物、３２・・・ｐ型半導体領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA01 AA10 AB01 BA08 BA10 CA03 DA03 EA20 FA06 FA13 FA27 FA28 FA35 5C024 AX01 CX37 CX41 CY47 GX03 GY05 GY06 5F032 AA44 AB01 AC01 CA14 CA21 DA22
Claims (4)
- 【請求項１】 トレンチ構造による素子分離領域で隣接
する画素間が分離されて成ることを特徴とする固体撮像
素子。 - 【請求項２】 前記トレンチ構造は、溝内に絶縁物を形
成して構成されることを特徴とする請求項１に記載の固
体撮像素子。 - 【請求項３】 前記トレンチ構造は、溝を囲むように受
光センサ部の電荷蓄積領域とは反対導電型の半導体領域
を形成して構成されることを特徴とする請求項１に記載
の固体撮像素子。 - 【請求項４】 前記トレンチ構造は、溝内に絶縁物を形
成し、前記溝を囲むように受光センサ部の電荷蓄積領域
とは反対導電型の半導体領域を形成して構成されること
を特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238680A JP5030323B2 (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238680A JP5030323B2 (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 固体撮像素子 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002057319A true JP2002057319A (ja) | 2002-02-22 |
| JP5030323B2 JP5030323B2 (ja) | 2012-09-19 |
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ID=18730347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000238680A Expired - Fee Related JP5030323B2 (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 固体撮像素子 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5030323B2 (ja) |
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| US7652313B2 (en) | 2005-11-10 | 2010-01-26 | International Business Machines Corporation | Deep trench contact and isolation of buried photodetectors |
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-
2000
- 2000-08-07 JP JP2000238680A patent/JP5030323B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR101621159B1 (ko) | 2014-02-10 | 2016-05-13 | 가부시끼가이샤 도시바 | 고체 촬상 장치 |
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| JP5030323B2 (ja) | 2012-09-19 |
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